Phương pháp đánh giá hạn hán cho một vùng lãnh thổ theo quan hệ nhiệt độ bề mặt và thực vật từ dữ liệu viễn thám

Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 2(4):306-315 Open Access Full Text Article Bài Nghiên cứu Khoa Môi trường và Tài nguyên, trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM, Việt Nam Liên hệ Trần Thị Vân, Khoa Môi trường và Tài nguyên, trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM, Việt Nam Email: tranthivankt@hcmut.edu.vn Lịch sử  Ngày nhận: 03-10-2019  Ngày chấp nhận: 25-11-2019  Ngày đăng: 31-12-2019 DOI : 10.32508/stdjet.v2i4.610 Bản quyền © ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố mở được phát hành theo các điều khoản của the Creative Commons Attribution 4.0 International license. Phương pháp đánh giá hạn hán chomột vùng lãnh thổ theo quan hệ nhiệt độ bềmặt và thực vật từ dữ liệu viễn thám Trần Thị Vân*, Nguyễn Ngân Hà, Hà Quốc Việt, Nguyễn Đình Hoàng Long, Hà Dương Xuân Bảo Use your smartphone to scan this QR code and download this article TÓM TẮT Trước xu thế biến đổi khí hậu khó kiểm soát hiện nay, cuộc sống cũng như nguồn lương thực cho con người ngày càng bị đe dọa nghiêm trọng bởi tình trạng hạn hán xảy ra thường xuyên hơn. Hiểu biết tình trạng hạn hán của vùng lãnh thổ sẽ giúp con người tránh được rủi ro. Bài báo trình bày nghiên cứu phương pháp đánh giá tình trạng hạn hán dựa trên tích hợp nhiệt độ bề mặt đất và đặc trưng thực vật trong chỉ số khô hạn theo quan hệ nhiệt độ - thực vật TVDI từ dữ liệu viễn thám. Ảnh vệ tinh Landsat được sử dụng với các phương pháp xử lý ảnh để kiểm nghiệm phương pháp đánh giá hạn hán cho vùng thử nghiệm là huyện Di Linh thuộc tỉnh Lâm Đồng. Thời gian nghiên cứu là mùa khô năm 2018. Các kênh phản xạ dùng để xác định tình trạng lớp phủ thực vật như là đại diện cho độ ẩm đất cung cấp nước cho cây trồng. Đặc trưng thực vật đại diện bởi chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa NDVI. Ngược lại, kênh hồng ngoại nhiệt dùng để tính ra nhiệt độ bề mặt. Kết quả cho thấy những vùng đất trống và vùng đất với cây trồng thưa thớt thể hiện mức độ khô hạn cao hơn những vùng phủ đầy thực vật. Kết quả nghiên cứuminh chứng cho khả năng của công nghệ viễn thám hỗ trợ tốt cho việc giám sát hạn hán trên một không gian chomột vùng lãnh thổ, nhằm giúp cho con người có những quyết định quản lý đúng đắn trong quy hoạch. Từ khoá: hạn hán, lớp phủ bề mặt đất, thực vật, TVDI, viễn thám GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, do những biến động khó lường của khí hậu cũng như những tác động tiêu cực từ hoạt động của con người đã làm cho tình trạng hạn hán khắp nơi trở nên nghiêm trọng. Hạn hán diễn ra thường xuyên hơn, không những vàomùa khô và ngay cả trong mùa mưa, ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sản xuất cũng như đời sống sinh hoạt của người dân. Theo báo cáo của Viện Phân tích rủi ro Mapleocroft (England, 10/2010), Việt Nam đứng thứ 13/16 nước chịu tác động mạnh của hạn hán. Còn theo thống kê của Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, trong vòng 50 nămqua, Việt Nam có đến 38 năm xảy ra hạn hán (chiếm 76%). Hạn hán có thể nói là một trong những thiên tai gây trở ngại lớn nhất đối với việc phát triển kinh tế - xã hội. Hạn hán làm tăng khả năng xâm nhập mặn, giảm năng suất cây trồng, mất đất canh tác, dẫn tới nguy cơ sa mạc hóa, hoang mạc hóa. Ở Việt Nam, hạn hán xảy ra hầu như khắp cả nước với mức độ và thời gian khác nhau. Hạn hán được nhìn nhận là một trong những hiện tượng môi trường có tính phá hoại nghiêm trọng, gây ra sự sụt giảm sản lượng nông nghiệp và tăng đáng kể khả năng cháy rừng. Theo dõi hạn hán truyền thống thường được tính toán từ số đo của trạm khí tượng thủy văn. Trạm quan trắc mặt đất này có ưu điểm là số đo được ghi chép với chu kỳ đều đặn mỗi ngày từ 4 đến 8 lần quan trắc trong một ngày, cho phép theo dõi diễn biến liên tục theo thời gian. Tuy nhiên, số đo tại trạm quan trắc mặt đất có hạn chế là chỉ phản ảnh tình hình hạn tại vị trí quan trắc và các vùng lân cận với một khoảng cách lan truyền tương đối. Trong khi hạn hán thường xảy ra trên diện rộng về mặt không gian, vì vậy sẽ không hoàn toàn chính xác khi đánh giá tình hình hạn hán của một vùng lãnh thổ chỉ dựa vào số đo từ trạm quan trắc. Trong các phương pháp hiện nay, việc sử dụng viễn thám để nghiên cứu vấn đề này có rất nhiều tiềm năng, do ảnh vệ tinh có khả năng cung cấp được nhiều thông tin hữu ích trênmột phạm vi không gian rộng lớn. Kết hợp số đo quan trắc trạm mặt đất và công nghệ này sẽ hỗ trợ tốt cho việc cảnh báo, xây dựng các chính sách quản lýmôi trường bền vững ở hiện tại và tương lai. Chen và cộng sự (1994), đã phát triển chỉ số thực vật dị thường (AVI – anomaly vegetation index) để nghiên cứu tác động của thảm thực vật hàng năm1. Xiao và cộng sự (1995) đề xuất chỉ số thực vật được nước cung cấp (WSVI – Water Supplying Vegetation Index) để phát hiện hạn hán bằng cách kết hợp các thông tin về thảm thực vật từ ảnh vệ tinh do NOAA cung cấp2. Sandholt và cộng sự (2002) đã đưa ra chỉ số về sự thiếu hụt nước gọi là chỉ số khô hạn theo quan Trích dẫn bài báo này: Vân T T, Hà N N, Việt H Q, Hoàng Long ND, Xuân Bảo H D. Phương pháp đánh giá hạn hán chomột vùng lãnh thổ theo quan hệ nhiệt độ bềmặt và thực vật từ dữ liệu viễn thám. Sci. Tech. Dev. J. - Eng. Tech.; 2(4):306-315. 306 Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 2(4):306-315 hệ nhiệt độ - thực vật (TVDI – Temperature – vegeta- tion dryness index) dựa trên không gian (Ts, NDVI), xác định “giới hạn ướt” và “giới hạn khô” trong mối quan hệ nghịch đảo với chỉ số NDVI [ 3]. Qin và cộng sự (2008) đã phát triển chỉ số để phát hiện hạn hán là chỉ số hạn vuông góc (PDI – Perpendicular Drought Index), được định nghĩa là đoạn thẳng song song với đường đất và vuông góc với đường giao nhau của gốc tọa độ trong đồ thị phân tán hai chiều của kênh phản xạ hồng ngoại (NIR) [ 4]. Ở Việt Nam, tiếp cận phương pháp này đã có những nghiên cứu ứng dụng cụ thể. Năm 2007, tác giả Trần Hùng5 đã nghiên cứu sử dụng tư liệu MODIS theo dõi độ ẩm đất/thực vật bề mặt, thử nghiệm với chỉ số TVDI, đã chỉ ra được sự phân bố theo không gian và thời gian (trong và giữa các năm) của chỉ số TVDI. Kết quả ban đầu cho thấy hiệu quả của việc sử dụng tư liệu MODIS với độ phân giải thời gian cao trong việc theo dõi biến động của hệ sinh thái vùng nhiệt đới. Năm 2015, nhóm tác giả Trịnh Lê Hùng và Đào Khánh Hoài6 đã sử dụng ảnh LANDSAT và chỉ số khô hạn TVDI để đánh giá nguy cơ hạn hán khu vực huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận. Kết quả nghiên cứu đã lập bản đồ nguy cơ khô hạn và giảm thiểu thiệt hại cho hạn hán gây ra. Năm 2017, nhóm tác giả TrầnThị Vân và cộng sự đã đánh giá khô hạn cho khu vựcĐôngNamBộ từ năm2011 đến năm2015 tập trung vàomùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau7. Nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu ảnh MODIS tổ hợp 8 ngày MOD9A1 với độ phân giải 500m và MOD11A2 với độ phân giải 1 km xác định nhiệt độ bề mặt và chỉ số khô hạn thực vật TVDI để đánh giá trình trạng khô hạn cho khu vực. Từ những nghiên cứu về mối quan hệ giữa NDVI và LST, nhìn chung, các nghiên cứu về hạn hán đều xuất phát từ những nghiên cứu về năng lượng bức xạ mặt trời và mối quan hệ tương quan của nhiệt độ bề mặt đất và chỉ số thực vật để thể hiện tình trạng ẩm của bề mặt đất là điều kiện cấp nước cho cây. Bài báo trình bày nghiên cứu phương pháp và kỹ thuật viễn thám để đánh giá hạn hán cho một vùng lãnh thổ trên cơ sở tích hợp nhiệt độ bề mặt và chỉ số thực vật nhằm để hiểu biết tình trạng hạn hán tại khu vực và đánh giá phân vùng hạn. Khu vực nghiên cứu là huyệnDi Linh thuộc tỉnh LâmĐồng, là huyện có diện tích lớn nhất trong tỉnh, với nền khí hậu nhiệt đới gió mùa ở vùng địa hình cao. Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau. Đặc điểm của khí hậu nói chung là thuận lợi cho sự phát triển và bố trí đất của các loại cây nhiệt đới, đặc biệt là cà phê. Tuy nhiên, do khai thác tự nhiên vàmở rộng sản xuất nông nghiệp có tác động đến sự đổi mới cấu trúc lớp phủ bề mặt, đặc biệt là trong điều kiện đất đồi. Nếu không liên quan đến các biện pháp bảo vệ đất, khí hậu có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến huyện, như tăng nhiệt độ không khí và mặt đất, bốc hơi, xói mòn bề mặt và sụt lún đất8. PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU Dữ liệu Dữ liệu dùng trong nghiên cứu gồm hai loại như sau: Dữ liệu viễn thám là ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI/TIRS cấp 1, được chọn lựa thu nhận ngày 25/01/2018, vào mùa khô, quang mây nhằm để giảm thiểu các ảnh hưởng của khí quyển và điều kiện thời tiết trên khu vực nghiên cứu. Độ phân giải không gian của ảnh gồm 3 nhóm: 15m của kênh toàn sắc, 30m của kênh phản xạ và 100m của kênh hồng ngoại nhiệt (gọi tắt là “kênh nhiệt”). Ảnh được thực hiện tiền xử lý cho cả 2 nhóm kênh ảnh phản xạ và kênh ảnh nhiệt gồm các bước: hiệu chỉnh bức xạ, hiệu chỉnh khí quyển và cắt khu vực nghiên cứu. Dữ liệu khí tượng gồmnhiệt độ không khí, lượngmưa và độ ẩm trung bình tháng của năm 2018, được thu thập từ trạm Khí tượngThủy văn tỉnh Lâm Đồng với các điểm quan sát ở Bảo Lộc và Liên Khương. Phương pháp tính chỉ số khô hạn từ số đo trạm khí tượng thủy văn Phương pháp này được thực hiện nhằm để đánh giá tình hình khô hạn trongmột năm hoặc nhiều năm, từ đó xác định tháng khô hạn nhất trong năm để chọn ảnh viễn thám phù hợp, xử lý biểu diễn phân bố vùng hạn hán theo không gian. TheoThông tư 14/2012/TT-BTNMTngày 26/11/2012 về Kỹ thuật phát hành điều tra suy thoái đất9 , để tính toán chỉ số khô hạn từ dữ liệu trạm khí tượng thủy văn áp dụng theo phương trình sau: Kth = K1= E0th=Rth (1) Với, Kth - chỉ số khô hạn tháng; Rth - lượng mưa bình quân tháng (mm); E0th - bốc hơi bình quân tháng tính theo công thức: E0th = 0;0018x(T+25)2 (100U) (2) Với, T - nhiệt độ không khí trung bình (oC); U - độ ẩm không khí tương đối trung bình (%) Các mức phân cấp khô hạn theo K1 thể hiện trong Bảng 1. Phương pháp viễn thám Chỉ số khô hạn theo quan hệ nhiệt độ - thực vật TVDI Cơ sở tính toán phân vùng hạn dựa trên chỉ số khô hạn theo quan hệ nhiệt độ - thực vật (Temperature 307 Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 2(4):306-315 Bảng 1: Phân cấpmức khô hạn theo K1 [ 9] Mức hạn Số tháng hạn K1 Bình thường < 2 < 1 Hạn nhẹ  2-3  1-2 Hạn trung bình  3-5  2-4 Hạn nặng  5  4 Vegetation Dryness Index – TVDI). Chỉ số này được xây dựng để xác định độ ẩm đất dựa trên không gian đồ thị (Ts, NDVI)[3] (Hình 1). Trong không gian này, vị trí của pixel bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố gồm nhiệt độ, độ phủ thực vật, độ ẩm, độ bay hơi và những đường đồngmức của yếu tố chính (độ ẩm, độ bay hơi) và có thể vẽ được trong tam giác xác định nên không gian (Ts, NDVI). TVDI rất nhạy cảm với lượng mưa. Đặc biệt, giá trị cao nhất của TVDI trong thời gian theo dõi sẽ tương ứng với lượng mưa ít hoặc không mưa và chỉ số này giảm đi trong những ngày có lượng mưa lớn. Tóm lại, TVDI lớn đồng nghĩa với điều kiện khô và ngược lại. Bên cạnh đó, các loại lớp phủ khác nhau sẽ cho dạng (Ts, NDVI) khác nhau và điều kiện khí quyển, độ ẩm bề mặt khác nhau, sự lựa chọn tỷ lệ cũng ảnh hưởng đến hình dáng của đồ thị phân tán trong không gian (Ts, NDVI). TVDI được tính từ LST và NDVI theo công thức sau: TDVI= TsTsmin TsmaxTsmin = TsTsmin (a+bNDVI)Tsmin (3) Trong đó, Tsmin là nhiệt độ bề mặt cực tiểu trong tam giác để xác định rìa ướt, Ts là nhiệt độ quan sát tại pixel ảnh cần tính, Tsmax là nhiệt độ bề mặt cực đại quan sát được cho mỗi khoảng giá trị của NDVI. Tham số a và b của đường “rìa khô” cho một ảnh Landsat được xác định bằng hàm hồi quy bình phương tối thiểu của các giá trị cực đại Ts đối với những khoảng giá trị NDVI. Chỉ tiêu phân vùng khô hạn Giá trị TVDI dao động trong khoảng từ 0 đến 1. Theo đó, giá trị TVDI được phân chia thành 5 nhóm phân cấp mức độ khô hạn từ thấp đến cao, bao gồm: (0,0 - 0,2) ẩmướt, (0,2-0,4) bình thường, (0,4 - 0,6) hạn nhẹ, (0,6 -0,8) hạn trung bình và (0,8 - 1,0) hạn nặng 10. Chỉ số thực vật NDVI Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (Normalized Dif- ferential Vegetation Index – NDVI), gọi tắt là chỉ số thực vật, định lượng thảm thực vật bằng cách đo sự khác biệt giữa kênh cận hồng ngoại NIR (vùng bước Hình 1: Chỉ số TVDI của một pixel ảnh trong không gian (Ts, NDVI) được xác định như tỷ lệ giữa đường A = (Ts – Tsmin) và B = (Tsmax – Tsmin) [ 3] sóng cho thực vật phản xạ mạnh) và kênh vùng ánh sáng đỏ RED (vùng bước sóng cho thực vật hấp thụ). NDVI luôn nằm trong khoảng từ -1 đến +1. Giá trị NDVI càng tiến đến +1, biểu hiện cho vùng thực vật phát triển mạnh. NDVI= (NIRRED)=(NIR+RED) (4) Nhiệt độ bềmặt Ts Các bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt đo lường bức xạ ở giới hạn trên của khí quyển, vì vậy nhiệt độ chói trên vệ tinh TB (còn gọi là nhiệt độ vật đen) có thể được trích xuất bằng định luật Planck11. TB = ( hc kl )( 1 ln (( 2hc2l5 ) =Bl +1 )) (5) Trong đó, h - hằng số Planck (6.62 1034 J-sec); c - vận tốc ánh sáng (2.998108msec1); l - bước sóng bức xạ phát ra (m); k - hằng số Boltzman (1,38x1023 JK1); Bl - bức xạ trên vệ tinh (Wm2 mm1). Để xác định nhiệt độ bề mặt thực Ts, cần thiết phải biết độ phát xạ của lớp phủ đất (e). Độ phát xạ của các bềmặt tự nhiên có thể thay đổi đáng kể do sự khác biệt trong đặc tính lớp phủ đất và thực vật 12. Độ phát xạ bề mặt được tính qua công thức của13: e = evPv+ es (1Pv) (6) với ev, es là độ phát xạ của đất phủ đầy thực vật và đất trống hoàn toàn, Pv là hợp phần thực vật, được tính theo NDVI tương quan với các ngưỡng giá trị NDVIs của đất trống hoặc NDVIv của đất phủ đầy thực vật. Pv được xác định theo công thức tỷ số như sau14 : Pv = ( NDVINDVIs NDVIvNDVIs )2 (7) 308 Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 2(4):306-315 Khi đã biết độ phát xạ bề mặt e , nhiệt độ bề mặt Ts đã hiệu chỉnh độ phát xạ có thể được tính theo định luật Stefan Boltzmann như sau11: B= esT4s = sT4B (8) Suy ra, TS = 1 e1=4 TB (9) vớis là hằng số StefanBoltzmann (5,67 x 108Wm2 K4 ), B - bức xạ tổng được phát (Wm2 ), e -ĐPX thay đổi từ 0 đến 1. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Phân tích hạn hán từ số đo quan trắc trạm khí tượng thủy văn Số đo khí tượng về mưa, độ ẩm tương đối và nhiệt độ không khí của năm 2018 tại hai trạm Liên Khương và Bảo Lộc (lân cận huyện Di Linh) được sử dụng tính toán chỉ số khô hạn K1 cho 12 tháng. Kết quả cho thấy (Bảng 2), vào năm 2018 khi xét trung bình năm thì huyện Di Linh đã trải qua mức độ hạn hán nhẹ và trung bình. Ở phía đông của Di Linh (trạm Liên Khương), hạn nặng đã xảy ra từ tháng 1 đến tháng 3, trong đó tháng 1 là tháng hạn nặng nhất (K1=6,40); hạn trung bình xảy ra vào tháng 4, hạn nhẹ xảy ra từ tháng 9 đến tháng 12, trung bình năm tại trạm này là ở mức hạn trung bình (K1=2,4). Các xã còn lại của huyện (trạm Bảo Lộc) ít bị ảnh hưởng bởi hạn hán bởi chỉ số khô hạn phần lớn ở mức bình thường, chỉ cómức hạn nhẹ xuất hiện vào tháng 3, hạn trung bình vào tháng 1 và hạn nặng rơi vào tháng 2, và trung bình năm là ở mức hạn nhẹ (K1=1,1). Từ đây cho thấy, trong năm 2018 hạn nặng nhất tại đây xảy ra trong các tháng mùa khô tập trung tháng 1 và 2. Vì vậy, nghiên cứu đã chọn ảnh viễn thám Landsat vào thời gian của tháng 1, cụ thể là ngày 25/01/2018 để đánh giá tiếp về mặt phân bố không gian. Phân bố lớp phủ bềmặt đất Phương pháp xử lý ảnh số cho phép nhận dạng các đối tượng bề mặt đất từ các phép phân loại ảnh số truyền thống có giám sát và không giám sát hoặc phân ngưỡng giá trị từ các chỉ số thực vật. Lớp phủ bề mặt đất thể hiện sự đa dạng của các đối tượng đất, nước và thực vật. Chúng được nhận dạng trên ảnh viễn thám thông qua giá trị phản xạ phổ bức xạ mặt trời. Các giá trị này dễ bị môi trường tác động do quá trình tia bức xạ lan truyền trong khí quyển, cũng như do ảnh hưởng của bềmặt địa hình. Chỉ số NDVI là một dạng tỷ số của hiệu và tổng của 2 kênh cận hồng ngoại và kênh đỏ, và có đặc tính giảm thiểu được các tác động này. Khu vực nghiên cứu, huyện Di Linh, là vùng đồi núi, vì vậy dùng phương pháp phân loại truyền thống sẽ dễ bị nhầm lẫn. Nghiên cứu đã sử dụng chỉ số NDVI để xác định các kiểu lớp phủ bề mặt thông qua phương pháp phân ngưỡng trình bày trênHình 2 và Bảng 3. Hình 2: Phân bố lớp phủ bề mặt huyện Di Linh trên ảnh năm 2018. Bảng 3: Giá trị ngưỡng NDVI dùng cho phân loại lớp phủ bềmặt huyện Di Linh trên ảnh năm 2018 Lớp phủ Ngưỡng giá trị NDVI Nước mặt -0,77 -0,29 Đất trống -0,29 0,25 Đất xây dựng 0,25 0,4 Thực vật mật độ thấp 0,4 0,5 Thực vật mật độ trung bình 0,5 0,65 Thực vật mật độ cao 0,65 0,81 Ma trận sai số được dùng để đánh giá độ chính xác phân loại lớp phủ. Tập dữ liệu kiểm tra là 200 điểm được khảo sát trực tiếp từ ảnh vệ tinh, ảnh Google Earth và thực địa. Kết quả được trình bày trong Bảng 4 với độ chính xác toàn cục là 95,8% và hệ số Kappa là 0,95. Điều này cho thấy độ tin cậy của ảnh sau khi được giải đoán và chỉ ra sự khác biệt giữa thực tế và phân loại. Bảng 5 trình bày thống kê dện tích các kiểu lớp phủ bềmặt trên toàn huyệnDi Linh: kiểu lớp phủ thực vật chiếmưu thế với hơn 70% diện tích phân 309 Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 2(4):306-315 Bảng 2: Phân loại khô hạn tính K1 theo số đo tại trạm khí tượng thủy văn Trạm/Tháng Năm 2018 Trung bình năm Mức hạn I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Trạm Liên Khương 6,40 5,42 5,20 2,46 0,76 1,04 0,52 0,35 1,46 1,83 1,83 1,58 2,4 Trung bình Trạm Bảo Lộc 2,79 6,51 1,18 0,71 0,24 0,12 0,20 0,27 0,09 0,11 0,14 0,16 1,1 Nhẹ bố toàn huyện, trong đó kiểu thực vật mật độ trung bình và cao chiếm tỷ lệ khoảng 53%, tập trung phân bố phần lớn ở phía Nam của huyện, và một phần ở phía bắc. Đất xây dựng chiếm khoảng 15% diện tích, đất trống chiếm khoảng 11% diện tích, phân bố tập trung ở phía bắc huyện. Trong khi đó, diện tích nước mặt không đáng kể, chỉ chiếm khoảng 1,6%. Bảng 5: Thống kê diện tích phân bố lớp phủ trên ảnh năm 2018 Lớp phủ Diện tích (km2) Tỷ lệ (%) Nước mặt 26,14 1,61 Đất trống 79,98 11,16 Đất xây dựng 163,15 15,13 Thực vật mật độ thấp 271,90 18,38 Thực vật mật độ trung bình 664,68 28,37 Thực vật mật độ cao 413,71 25,36 Biểu diễn của chỉ số TVDI trong phân vùng hạn Bản chất của TVDIminh họa trạng thái của điều kiện độ ẩm của mặt đất và lớp phủ đất dựa trên mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt đất và chỉ số thực vật. Điều này có nghĩa là khi mặt đất thiếu nước (không bốc hơi) do nhiệt độ rất cao, nó sẽ rơi vào tình trạng khô, hoặc rộng hơn là điều kiện khô hạn, do đó thảm thực vật không có hoặc sẽ xuất hiện rất ít trên bề mặt đất. Tương quan giữa Tsmax và NDVI xác định cạnh khô (dry edge) Trong phương trình TVDI, cạnh khô từ biểu đồ tam giác (Hình 1) được ước tính bởi Tsmax = a + b*NDVI. Đây là dạng phương trình tuyến tính với Tsmax là biến phụ thuộc và NDVI là biến độc lập. Từ hai giá trị đã biết này, cần phải xác định các hệ số a và b trong phương trình hồi quy. Dải giá trị trên ảnhNDVI được chia thành các khoảng nhỏ bằng nhau và thực hiện thống kê Tsmax trong các khoảng NDVI bằng nhau này. Từ tập giá trị Tsmax và NDVI, tiến hành xác định R2 - là thước đo thống kê đại diện cho phần khác biệt đối với biến phụ thuộc được giải thích bởi biến độc lập hoặc các biến trong mô hình hồi quy 15. Phạm vi R2 từ -1 đến 1, R2 càng cao, mô hình phù hợp với dữ liệu càng tốt. Trong nghiên cứu này, R2 củamối tương quan là 0,9. Kết quả này cho thấy biến phụ thuộc Ts và biến độc lập NDVI có mối tương quan cao. Dựa trên biểu đồ tương quan (Hình 3) cho thấy, giá trị NDVI càng cao, Ts càng thấp và ngược lại. Hình 4 trình bày bản đồ tương quan giữa Tsmax và NDVI. Bản đồ kết quả dạng tương quan sẽ được trình bày dưới dạng hai biến đồng thời (Bivariate Choropleth - BC), là một kỹ thuật bản đồ, tổng hợp các trường hợp riêng lẻ theo một tập hợp các đơn vị thu thập dữ liệu và sau đó tô màu mỗi đơn vị theo giá trị tổng hợp của nó16. Các bản đồ BC kết hợp hai bộ dữ liệu vào trong một bản đồ cho phép hiển thị tương đối bao nhiêu X (biến 1) và Y (biến 2) tồn tại trong mỗi đơn vị liệt kê. Hình 3: Biểu đồ tương quan giữa Tsmax trongmỗi